virologi = læren om virus · virologi = læren om virus •v irus = gift • uttrykk brukt av...
Post on 26-Jan-2020
2 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Virologi = læren om virus
• Virus = gift
• Uttrykk brukt av romerne for å beskrive stanken fra sumpområder
• 1892: planter -tobakk mosaikk virus (”filtrerbare agens”)
• 1898: pattedyr / husdyr –munn – og klovsyke
• 1901: pattedyr / menneske– gul feber
• 1914: fisk –lymfocystis
Viruspartikler
• Virus – er primært gener som er ”pakket” inn i proteiner
• Innpakningen fungerer som beskyttelse, men hjelper også ofte til i virusreplikasjon (nakne virus)
• Noen ganger er disse pakket videre inn i en lipidmembran (kappevirus)
Virus habitater
• Planter, bakterier, sopp, eukaryote celler, jord, fersk- og saltvann
• Saltvann inneholder109 til 1012 viruspartikler per liter• Dette er hovedsakelig bakteriofager – viktig for kontroll av
bakteriell vekst (ansvarlig for 1/3 av bakteriell død)• Viktig for gen-flow mellom bakterier i havene• Medfører trolig økt evne til å degradere giftstoffer og
antibiotikaresistens
Opprinnelse
• Hypotese 1– Oppstått fra små
intracellulære parasitter?
– Virus er radikalt forskjellige fra prokaryoter, og det finnes ingen intermediære former
• Hypotese 2– Virus er nukleinsyrer
som er delvis uavhengige av celler, retrovirus inneholder sekvenser som tilsvarer sekvenser funnet i celler, plasmider og transposons
• Trolig oppstått mange ganger i løpet av evolusjonen
Virus versus bakterier
• Kan kun formere seg i levende celler (”parasitt på molekylært nivå”)
• Vokser ikke
• Formering : replikasjon
• Et enkelt virus: viruspartikkel / virion
Virus versus bakterierVirus Bakterier
Størrelse 10-300 nm 1000-2000nm
Vekst i cellefriemedier
- +
Todeling - +
Nukleinsyre DNA eller RNA DNA + RNA
Ribosomer - +
Metabolisme Sensitivitet for antibiotika
--
++
Relativ størrelse av virus
Relativ størrelse av virus
Variasjon i morfologi og størrelse
Virusdiversitet
• Mer biologisk diversitet innen virus enn i bakterie-, plante- og dyrerikene tilsammen
• Dette er et resultat av virusenes suksess i å parasittere alle kjente grupperinger av levende organismer
Virusdiversitet
• Nøkkelen til å forstå interaksjonene mellom virus og deres verter, er å forstå denne diversitet
• På molekylært nivå bestemmer protein-protein, protein-nukleinsyre og protein-lipid interaksjonerviruspartiklenes struktur, syntese og uttrykk avvirusgenomer, samt effekten av viruser på vertscellen.
DNA virus
RNA virus
Oversikt over virus nukleinsyrer
Virusets genetiske materiale: få generGenene må inneholde nok informasjon til å bygge nye viruspartikler inne i en infisert celle
Virusproteiner
• Virusgener koder for to typer proteiner:
• A) Strukturelle proteiner: - utgjør en del av selve viruspartikkelen
• B) Ikke-strukturelle proteiner: - enzymer og lignende, som har en funksjon under replikasjonssyklus
Viruspartiklers morfologi (anatomi)
• Genetisk materiale (DNA eller RNA) er beskyttet av et ”skall” – kapsid
• Kapsidet beskytter nukleinsyre mot– Fysisk / mekanisk skade– Kjemisk skade– UV-lys– Enzymatisk skade (nukleaser fra celler evt. skilt ut fra
dyr for å beskytte seg mot infeksjon)
• Deler av kapsidet må gjenkjenne vertscellen
Deler av kapsidet må gjenkjenne vertscellen
Viruspartiklers morfologi• Kapsid er bygd opp av regulære geometriske enheter –
kapsomerer
• En kapsomer består av ett eller flere proteinmolekyler
• Kapsomerene er arrangert strengt symmetrisk(for å rasjonalisere)
• To ulike symmetriformer:– Ikosaeder symmetri (sfæriske virus)– Helikal symmetri(stavformede virus)
Ikosaeder symmetriEtt ikosahedron:
•Satt sammen av 20 fasetter -hver fasett er en ekvilateral triangel
•12 verticer
•Pga aksene for rotasjonssymmetri – sies å ha en 5:3:2 symmetri
Ikosaedral symmetri
-kapsidet består av ett eller flere virusprotein
Ikosaeder symmetri
ca. 55 nm i diameter
Humant papiloma virus (HPV)
Ikosaeder symmetri
Ikosaeder symmetri• Det er flere grunner til hvorfor virus adapterer en ikosaedral symmetri:
– 1) mest effektive arrangement av subenheter i et lukket skjell, fordi det benytter det minste antall enheter til å bygge skjellet
– 2) Det er den strukturen som krever lavest fri energi
• Det enkleste arrangementet av morfologiske enheter er 3 per fasett (20 fasetter = totalt 60 enheter pr. viruspartikkel)
• De 3 enhetene kan enten være identiske eller ulike• De fleste virus har mer nukleinsyre enn det som kan pakkes inn i 60
enheter: den neste mulige struktur som tillater tett pakking inneholder180 enheter – og mange virus har skjell med denne konfigurasjonen (finnes også 240 og 420)
Helikal symmetri• lengden av helikale virus bestemmes av lengden på nukleinsyren
• bredden bestemmes av størrelsen og pakkingen av protein subenhetene
Tobakk mosaikk virus
Helikal symmetri
Tobakk mosaikk virus - assembly
Nakne virus
• Nakne – kapsidproteinene eksponeres til omgivelsene
• Produseres fra infiserte celler på slutten av replikativ syklus. Cellene dør, bryter sammen og lyserer, og dermed frigjør virioner
Kappevirus
• Alle levende celler er dekket med en dobbelt lipid membran – celleviabiliteten avhenger av integriteten av denne membranen.
• Virus som forlater celler må derfor tillate at denne membranen forblir inntakt
• Enkelte virus omslutter derfor sitt nukleokapsid med cellulære lipidmembraner, der viruskodete proteiner (glykoproteiner) er innlemmet
Nakne versus kappevirus
Virusdyrking / oppformering
• Injisering i mottakelig vert• Inokulering av embryonerte egg• Inokulering av dyrkede celler
• Virus kan dannes via transfeksjon av celler med de individuelle virale gener – ”kunstige viruspartikler” –revers genetikk
Virusdeteksjon
• Elektronmikroskopi• Hemagglutinasjons-assay• Plaque-assay• LD50 eller ID50 bestemmelse i dyr eller celler• ELISA• PCR
Binding av infeksiøs lakseanemivirus (ILAV) til SHK celler
EM-bilde
Receptor-mediert endocytose
EM-bilde
Virus frigjøring
Virusrensing
• Differensiell sentrifugering• Gradient sentrifugering• Felling med ammoniumsulfat eller
polyethylenglykol• Felling av kontaminanter med organiske
løsningsmidler• Enzymatisk degradering av kontaminanter
Virusklassifisering
• Vertspreferanse• Morfologi• Nukleinsyreegenskaper• Genetisk slektskap• Kappe vs nakne• Virionets diameter
• Antall kapsomerer• Immunologiske
egenskaper• Intracellulær lokalisering• Frigjøringsmetode• Hva slags sykdom som
forårsakes av viruset
Hierarktisk virusklassifisering
• Orden – familie – genus – art – isolat
• Familier: Herpesviridae, Orthomyxoviridae
• Genera (Picornaviridae): enterovirus, cardiovirus, rhinovirus, apthovirus, hepatovirus
• Ca. 6000 virus klassifisert
Virus klassifisering
Inndeling Suffiks
Familie -viridae
Underfamilie -virinae
Genera -virus
Klassifisering av DNA virus
Parvo Circo
Ikosaeder
Nakne virus
ssDNA
Papova Adeno
Ikosaeder
Nakne virus
Herpes
Ikosaeder
Pox Asfari
Kompleks
Kappevirus
dsDNA
DNA virus
Klassifisering av RNA virus
Picorna Calici
Ikosaeder
Nakne virus
Corona
Heliks
Flavi Toga
Ikosaeder
Retro
Kompleks
Kappevirus
+ ssRNA
Filo Bunya Orthomyxo Rhabdo Paramyxo
Heliks
Kappevirus
- ssRNA
Reo Birna
Ikosaeder
Nakne virus
dsRNA
RNA virus
top related